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So wird Rezyklat zur Plastifizierung sicher eingezogen

Ein homogener und stabiler Aufschmelzprozess des Rezyklats ist eine wichtige Einflussgröße, um Gutteile produzieren zu können. Das beginnt damit, dass das Material möglichst gleichmäßig in die Schnecke eingezogen werden sollte. Dabei spielen Form und Qualität des Rezyklats eine wichtige Rolle. Ist es Granulat, lässt sich recycelter Kunststoff grundsätzlich so gut wie Neuware verarbeiten, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist. Anders sieht es aber bei Flakes und Mahlgut aus. Denn Flakes können in Größe und Form sehr uneinheitlich sein. Mahlgut wiederum – also Material aus Kunststoffteilen, die nur mit einer Angussmühle zerkleinert wurden – besteht aus verschieden großen Bruchstücken, die idealerweise in Korngrößen von zwei bis fünf Millimetern vorliegen. Begleitet werden diese Körner in der Regel von feinerem bis hin zu staubartigem Material. Um einen stabilen Aufschmelzprozess zu erhalten, muss Mahlgut deshalb entstaubt werden. Für die Verarbeitung solcher Materialien gibt es aber ein nachrüstbares Rezyklatpaket von Arburg, das Soft- und Hardware-Features zusammenfasst. Zur Software zählen beispielsweise mehrstufige Anfahrparameter und die digitale Assistenzfunktion „aXw Control ScrewPilot“, die für eine präzise und stabile Formfüllung sorgt. Bei der Hardware-Ausstattung ermöglicht ein modifiziertes Zylindermodul eine unterbrechungsfreie Zufuhr von auch schlecht rieselnden Rezyklatarten. Eine Plastifizierschnecke mit modifizierter, tiefer geschnittener HC-Geometrie (High Compression) dient einer homogenen Aufbereitung (Bild 3).

Dabei fungieren Nuten im Einzugsbereich als Einzugshilfe, damit das Material trotz unregelmäßiger Form stabil zur Schneckenspitze gefördert wird. Auch ist die Schnecke CrN-beschichtet (Chromnickel), was Belagbildung und Verschleiß aufgrund von möglichen Fremdkörpern im Rezyklat reduziert.

Ein adäquates Regelkonzept für die Formfüllung

Ein von Zyklus zu Zyklus reproduzierbares Füllen der Werkzeugkavität bildet die Grundlage für eine gleichmäßige Bauteilqualität. Ein erfolgreiches Steuerungskonzept dafür ist die Pilotfunktion „aXw Control ScrewPilot" oder auch „lagegeregelte Schnecke“ genannt, bei dem der Füllvorgang durch eine geschwindigkeitsgeregelte Schneckenbewegung mehrstufig an die Anforderungen des Fließwegs angepasst wird. Dieses Konzept lässt sich übrigens mit dem Fahrassistenten für Pkw vergleichen: Weicht die Bewegung (hier die der Schnecke) durch Störeinflüsse (etwa Schwankungen der Viskosität in der Kunststoffschmelze) von der programmierten Geschwindigkeit ab, wird alles so geregelt, dass der Weg in der geplanten Zeit dennoch zurückgelegt wird. Das aktive Beschleunigen und Bremsen gleicht also Störeinflüsse dynamisch aus, sodass eine konstante Schmelzemenge in die Kavität gefördert wird. Vor allem bei hohen Einspritzvolumenströmen bewährt sich diese Dynamik, um vor allem durch gezieltes und schnelles Bremsen Druckspitzen und damit Überfüllungen zu verhindern.

Auch die Nachdruckphase will geregelt sein

Die Nachdruckphase ist ebenfalls entscheidend für die Bauteilqualität. Sie wird in der Regel als quasi-statischer, druckgeregelter Prozess behandelt, zu dem zuvor ein Maschineneinsteller die optimalen Parameter ermittelt hat. Sowohl kurzfristige Einflüsse in der laufenden Produktion, wie zum Beispiel wieder Viskositätsschwankungen in der Schmelze (hervorgerufen durch Rezyklate, Gleitmittel oder Farbzusätze), sowie langfristig auftretender Verschleiß – etwa an der Rückstromsperre und anderen mechanischen Komponenten – bleiben dabei unberücksichtigt. Das kann langfristig zu Schwankungen im Werkzeuginnendruck und damit zu unregelmäßiger Teilequalität führen. Doch bereits 1988 entwickelte Arburg eine in die Steuerung integrierte Spritzprozessregelung, welche die Nachdruckkurve über einen Drucksensor im Werkzeug in Echtzeit regelt. Diese Software wurde stetig weiterentwickelt. Sie wurde dabei zum heutigen „aXw Control ReferencePilot“. Als Basis für die aktive Regelung in der Nachdruckphase, bei welcher der aktuelle Nachdruck dem Innendruck nachgeführt wird, zieht der „ReferencePilot“ die Sollwert-Referenzkurve eines Gutteils heran. Als zugehörige Hardware ist aber ein möglichst angussnah im Werkzeug platzierter Drucksensor erforderlich. Die Funktion ist wieder vergleichbar mit dem Autonomen Fahren, denn trotz GPS und bekannter Strecke benötigt ein Fahrzeug zusätzlich aktive Sensoren, um sich sicher im Straßenverkehr bewegen zu können. Denn nur damit lassen sich etwa unvorhergesehene Unebenheiten, Baustellen oder andere Verkehrsteilnehmer erkennen. Doch das ist nicht alles, denn auch der Werkzeug-Innendruck will berücksichtigt werden ...

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